Biochimie des vitamines

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STRUCTURES MOLECULAIRE DES VITAMINES

STRUCTURE

A = RETINOL = AXEROPHTOL

- Trans-Rétinol forme biologique active

- Provitamines A sont des Caroténoïdes

Ex : Trans β Carotène

B1 = THIAMINE

Cycle pyrimidique + Thiazolique

2 dérivés importants :

- Thiamine Pyrophosphate

= Cocarboxylase TPP

- Thiamine Triphosphate TTP

Thiamine Monophosphate : intermédiaire sans rôle métabolique

B2 = RIBOFLAVINE

Combinaison isoalloxazine + Ribitol

2 dérivés importants :

- Acide riboflavine 5’ phosphorique ou Flavine Mononucléotide FMN

- Flavine Adénine Dinucléotide FAD

B3 = PP = NIACINE

2 composés :

- Acide nicotinique : acide pyridine 3 carboxylique

- Nicotinamide : amide de l’acide nicotinique

2 dérivés importants :

- Nicotinamide Adénine Dinucléotide NAD

- Nicotinamide Adénine Dinucléotide Phosphate NADP

Propriétés spectrales :

- 260 nm → NAD+ et NADP+

- 340 nm → NADH,H+ et NADPH,H+

B6

3 substances voisines :

- Pyridoxal (fonction aldéhyde en 4)

- Pyridoxine (fonction alcool Iaire en 4)

- Pyridoxamine (fonction groupement aminé)

B9 = ACIDE FOLIQUE

Acide ptéroylmonoglutamique.

Noyau ptéridine + Acide para aminobenzoïque lié par méthylène et lié à un acide glutamique par liaison amide

B12 = COBALAMINE

Noyau tétrapyrrolique avec Co+ au centre. Groupement A variable :

- C=N Cyanocobalamine

- OH Hydroxycobalamine

- CH3 Méthylcobalamine

- 5’ desoxyadénosine Cobalamine

D = CALCIFEROL

- Vitamine D2 = Ergocalciférol (ergot de seigle).

- Vitamine D3 = Cholecalciférol (huile de poissons).

E = TOCOPHEROL

α Tocophérol forme biologique active

- Noyaux chromane

- Chaîne saturée

- Ester = Lipophile

K

Dérivent de 2 méthyl 1,4 naphtoquinone

- Ménadione = K3

- Phylloquinone = K1

- Ménaquinone = K2

ABSORPTION

A

Incorporés aux micelles et absorbés associé aux chylomicrons

Mécanisme : Transport actif.

B1 = THIAMINE

sans rôle métabolique.

Site : - Duodénum - Grêle proximal

Mécanisme :

- Transport actif : saturation des récepteurs

- Diffusion passive : quand les récepteurs sont saturés.

B2 = RIBOFLAVINE

Synthèse par bactéries intestinales et endogène chez l’Homme insuffisant. Sous la forme FMN et FAD liés aux protéines ou B2 libre.

Site : Duodénum et Jéjunum

Mécanisme :

Transport actif saturable

B3 = PP = NIACINE

Les enzymes intestinales libère l’amide et les bactéries de la flore intestinale le transforme en acide nicotinique.

Site : Long de la paroi intestinale

Mécanisme :

Basse concentration : transport spécifique

Forte concentration : Diffusion passive

B6

Dans l’alimentation sous les 3 formes.

Site : Jejunum Proximal

Mécanisme : Diffusion passive non saturable.

B9 = ACIDE FOLIQUE

Site : Jéjunum

Mécanisme :

- Transport actif

- A forte dose : Diffusion passive

B12 = COBALAMINE

Vit B12 dans l’estomac liée à la protéine R ou facteur intrinsèque.

Duodénum : protéases dégradent la protéine R et est remplacée par le facteur intrinsèque.

Site : Iléon distal

Avec l’âge, le processus d’absorption de la vitamine B12 devient plus difficile : les personnes d’un grand âge peuvent donc souffrir d’une carence de cette vitamine. Chez les personnes âgées, ce déficit en vitamine B12 se manifesterait surtout par des troubles de l’humeur et de la mémoire.

C:

L’absorption détermine le processus de transport de la vitamine C depuis son ingestion jusqu’à son entrée dans la circulation sanguine.

Après avoir été consommée, la vitamine C contenue dans l’aliment commence à être absorbée dans la cavité buccale par diffusion simple, ensuite dans le pharynx où son incorporation se fait par transport actif dans la muqueuse. La diffusion simple s’effectue également à son entrée dans l’estomac, et se termine dans l’intestin grêle.

D = CALCIFEROL

Site : Duodénum et jéjunum.

Mécanisme :

Diffusion passive.

E = TOCOPHEROL

Site : Partie moyenne du grêle

Mécanisme :

- Micelles mixtes par diffusion.

- Incorporé aux chylomicrons.

K

Site : Grêle proximal.

Mécanisme : Transport actif.

Site : Grêle et colon.

Mécanisme : Diffusion Passive.

DISTRIBUTION

A

Sous forme d’un complexe RBPp Rétinol Binding Protein plasmatique

Taux plasmatique : 0,6 à 1 mg/l

B1

- Transportée jusqu’au foie par la veine porte, captée par la cellule hépatique et phosphorylée en TPP.

- Déphosphorylée pour repasser dans la circulation.

- Organes riches : coeur, rein, foie, cerveau

B2

- B2 et FMN associées à l’albumine.

-Dans les tissus B2 transformée en FMN et FAD sous la dépendance d’une flavokinase et d’une pyrophosphorylase

- Organes riches : Foie, Tissus, GR.

B3

- Capté par le GR et le foie.

- Transformé en NAD et NADP.

- Une enzyme?, intracellulaire peut réaliser la réaction inverse..

B6

- Les 3 formes sont phosphorylées par une pyridoxal kinase.

- Organes riches : Foie.

B9

Réduction de l’acide folique par dihydrofolate réductase dans le foie en 2 temps :

- DHF

- THF (plaque tournante des folates)

- CH3 THF rejoint la circulation générale.

B12

Liée à une protéine de transport rejoint le foie par la veine porte.

Transcobalamines :TCI, TCII, TCIII.

Cycle entérohépatique.

C:

l’acide ascorbique peut être transportée de différentes façons selon les doses absorbées. Dans le cas de prises physiologiques normales, le transport est actif, c’est-à-dire qu’il nécessite un apport d’énergie ainsi que des transporteurs; il est passif lorsque les doses sont plus importantes, soit plus de un gramme par jour, le taux d’absorption est alors inférieur à 50%.

Le transport de l’acide ascorbique dans les cellules et les organes de stockage est lié aux transporteurs SVCT 1 et SVCT 2 (sodium vitamin C transporters)

D Associé aux chylomicrons: Synthèse des dérivés hydroxylés :

- 25 (OHà D

- 24,25 (OH)2 D

- 1,25 (OH)2 D

Cycle entérohépatique.

E

Lié aux HDL et LDL; Différence selon le sexe.

Taux plasmatique : 5 à 16 mg/l

Total organisme : 3,4 à 8 g chez adulte.

K

Accumulé dans le foie.

Phylloquinone : forme circulante.

Taux sanguin : 0,25 à 1,15 ng/l.

Transportée par LDL.

ELIMINATION

A Voie urinaire et fécale

B1 Voie rénale : TPP et TTP ½ vie = 15 jours

B2 Voie urinaire : B2 et FAD ½ vie = 15 jours

B3 Voie rénale : NAD et NADP

B6 Voie urinaire sous la forme acide 4 pyridoxique.

B9 Voie urinaire et fécale

B12 Voie fécale → bile.

C

Lors de son arrivée dans le rein, l’acide ascorbique peut subir une réabsorption tubulaire, en fonction des doses apportées. La concentration plasmatique en vitamine C correspond au seuil rénal de réabsorption, sa saturation permettant de prévenir la modification du pH sanguin en diminuant la biodisponibilité. En effet, plus les apports en acide ascorbique sont importants (concentration plasmatique ≥ 12 mg/L), plus la réabsorption diminue, entrainant l’élimination de grandes quantités de vitamine C.

Suite à son excrétion par le rein, l’acide ascorbique est retrouvée dans les urines sous forme de métabolites secondaires, le principal étant l’acide oxalique (55%).

D Voie fécale →bile.

E Voie fécale →bile sous forme : - tocophéryl Hydroquinone - acide tocophéronique ½ vie : 15 jours

K Voie fécale ou urinaire pour métabolites polaires

PHYSIOLOGIE

A - La vision - La différentiation cellulaire

B1

TPP Coenzyme dans le mécanisme de la Décarboxylation oxydative de l’acide pyruvique.

B2

- FMN et FAD Coenzyme de déshydrogénases et oxydases dans les réactions d’oxydoréduction.

Enzyme dépendant du FMN :L amino déshydrogénase

Enzymes dépendants du FAD : Déshydrogénases acceptant les H+ provenant de substrats réduits (Acyl CoA déshydrogénase et Succinate déshydrogénase) et de Coenzymes réduits: Glutathion réductase érythrocytairE.

B3

- NAD et NADP accepteurs et donneurs de H+ dans réactions d’oxydoréduction.

Enzymes fonctionnant avec NAD : - Déshydrogénase

- Accepteur d’H+ dans les réactions productrices d’énergie : Glycolyse, Lipolyse, Cycle de Krebs.

Enzymes fonctionnant avec NADP :

- Déshydrogénase voie des pentoses phosphates,

- Coenzyme d’hydrolases.

- Donneur d’H+ des réactions consommatrices.

d’énergie →Synthèse des Acides Gras Interconversion des coenzyme

B6

Le phosphate de pyridoxal sert de coenzyme des réactions de : transamination, racémisation, décarboxylation, élimination.

B9

Transporteurs de groupements monocarbonés (méthyle, méthylène, méthényle, formyle, formimine)

B12

Transport de groupements carbonés :

- Méthylation de l’homocystéine en méthionine (cytoplasme)

- Isomérisation du L méthylmalonyl coA en succinyl coA (mitochondrie).

D

Comme hormone stéroïde Régulation du métabolisme phosphocalcique.

E

Antioxydant :

- Radicaux libre

- Arrête les réactions en chaîne d’oxydation des AG insaturés des membranes cellulaires

K

Cofacteur d’une Carboxylase, subit l’action d’une quinone réductase puis, epoxydase/carboxylase et époxyde réductase, nécessaire à la synthèse de facteurs de la coagulation.

INTERACTIONS ENTRE NUTRIMENTS

L'absorption des nutriments, leur captation tissulaire et leur utilisation requièrent pratiquement toujours d'autres nutriments.

La prévention de l'ensemble des pathologies n'est plus considérée en fonction d'une supplémentation en un seul élément nutritif, mais en fonction d'une synergie de nutriments multiples, associée à des judicieux conseils alimentaires et de style de vie.

En outre, plusieurs facteurs endogènes et exogènes réagissent avec les nutriments : certaines de ces réactions auront

un effet positif en augmentant la biodisponibilité, l'efficacité biologique, l'utilisation réelle par l'organisme. un effet défavorable en créant une compétition entre les nutriments, en bloquant leur absorption ou en les détruisant.

En tout cas, une déficience d'un nutriment ne se présente jamais seule.

Les vitamines :

vitamine A : améliore la biodisponibilité de la vitamine E, du phosphore, de la choline facilite l'absorption du calcium, du zinc permet la mobilisation des réserves de fer favorise l'utilisation de la vitamine D

vitamines du complexe B : potentialisent la biodisponibilité de toutes les vitamines B, de l'acide pangamique, du PABA, de la vitamine E, de la choline, de l'inositol, et du soufre sont nécessaires à l'absorption du fer et à la croissance de la flore intestinale contribuent à préserver les réserves de vitamine A

vitamine B2 (riboflavine) : améliore l'absorption du zinc

vitamine B3 (niacine) : améliore la biodisponibilité de la proline

vitamine B6 (pyridoxine) : améliore la biodisponibilité du magnésium, du potassium et de la tyrosine est nécessaire au métabolisme du zinc et de l'alanine favorise l'absorption de la lysine

vitamine B7 (inositol) : améliore la biodisponibilité de la choline favorise l'utilisation de la vitamine E

vitamine B9 (acide folique) : améliore la biodisponibilité du fer

vitamine B12 (cyanocobalamine) : participe au métabolisme du fer

vitamine C (acide ascorbique) : est mieux absorbée en présence de bioflavonoïdes (wholefood!) est mal absorbée en présence de : pectine, cuivre, fer et zinc potentialise la biodisponibilité de l'acide pangamique, du PABA, des bioflavonoïdes, vitamines du complexe B, de la vitamine E, du magnésium, du sélénium, de la proline et de l'inositol protège les vitamines du groupe B contre l'oxydation et elle aide à prévenir la toxicité de la vitamine D améliore l'efficacité de la cystéine augmente l'absorption du fer, du zinc et du calcium est nécessaire à la synthèse de la carnitine

vitamine D : stimule l'absorption intestinale du calcium, du magnésium dans les suppléments alimentaires, un rapport calcium/magnésium de max. 2/1 est recommandé : plus de calcium risque de freiner l'absorption de magnésium), du phosphore, et de la vitamine K favorise l'utilisation de la vitamine A

vitamine E : améliore la biodisponibilité de la vitamine C, de l'acide pangamique, du magnésium, du manganèse et de l'inositol est nécessaire au métabolisme de la vitamine D protège les acides gras essentiels (oméga3 et 6) contre l'oxydation

vitamine J (choline) : aide à prévenir la toxicité de la vitamine D favorise l'utilisation des vitamine A et vitamine B12, et de l'inositol (B7)

Les minéraux :

bore (B) : améliore la biodisponibilité du silicium

calcium (Ca) : favorise l'absorption de la vitamine D et facilite l'utilisation des vitamines A, C, B5, B12, du phosphore, du silicium et du zinc

cobalt (Co) : améliore la biodisponibilité du cuivre et du fer

cuivre (Cu) : est mieux absorbé en présence d'acides aminés tels que arginine, histidine et lysine améliore la biodisponibilité du cobalt et du zinc est nécessaire à l'absorption du fer

fer (Fe) : favorise l'absorption de la vitamine B12 améliore la biodisponibilité du cobalt, du cuivre et du phosphore

magnésium (Mg) : potentialise l'action des vitamine B6 et vitamine E est nécessaire dans la conversion de la thiamine (B1) en sa forme active facilité l'utilisation de la vitamine C, du silicium, du calcium (dans les suppléments alimentaires, un rapport calcium/magnésium de max. 2/1 est recommandé : plus de calcium risque de freiner l'absorption de magnésium) améliore la biodisponibilité du potassium

manganèse (Mn) : facilite l'utilisation des vitamine B1 et vitamine C, ainsi que du fer et du silicium améliore la biodisponibilité du phosphore

molybdène (Mo) : est nécessaire à l'absorption du fer

nickel (Ni) : améliore l'absorption du fer

phosphore (P) : influence le métabolisme de la vitamine D favorise l'utilisation de la vitamine A, du manganèse et du zinc améliore la biodisponibilité du magnésium

potassium (K) : améliore la biodisponibilité des vitamine B6, vitamine B12 et du silicium

sélénium (Se) : son absorption est favorisée par la présence des vitamines A, C, E et par le glutathion réduit (GSH), ainsi que sous une forme organique (sélénométhionine) son absorption est freinée par la présence de Hg (mercure, un métal lourd) protège contre l'oxydation de la vitamine E facilite l'utilisation de la vitamine C

sodium (Na) : améliore la biodisponibilité des vitamine B6, vitamine B12 et du potassium

soufre (S) : améliore l'efficacité des vitamine B1, vitamine B5 et de la biotine

zinc (Zn) : son absorption est favorisée par la prise concomitante de vit B2, acides organiques (acide citrique, acide picolique (produit du métabolisme du tryptophane)), histidine et acides aminés soufrés (cystéine, méthionine) est nécessaire au métabolisme de la vitamine A améliore la biodisponibilité du nickel, du cobalt

Les acides animés :

acides aminés en général : sont essentiels à la croissance de la flore intestinale

histidine : améliore l'absorption du zinc

cystéine : améliore l'absorption du zinc

cystine : protège la vitamine C contre l'oxydation

méthionine : améliore l'absorption du zinc

enzymes digestives : améliore l'absorption de tous les nutriments

Les autres :

antioxydants : préviennent la peroxydation des acides gras essentiels (oméga3 et 6)

acide chlorhydrique : favorise l'absorption du calcium et du fer

sels biliaires : augmentent la solubilité du calcium

fibres alimentaires : contenues dans l'alimentation, elles servent de nourriture aux probiotiques et permettent ainsi d'améliorer la qualité de la flore intestinale

lipides alimentaires : favorisent l'absorption des vitamines A, D, E, K et du coenzyme Q10

acides gras essentiels : améliorent la biodisponibilité de la choline et de l'inositol, du calcium et du phosphore favorisent l'absorption des vitamines A, D, E, K, du zinc et du coenzyme Q10

bioflavonoïdes : favorisent l'absorption de la vitamine C et ralentissent son élimination facilitent l'utilisation des enzymes digestives

Les vitamines :

vitamine C : action antagoniste sur le cuivre

vitamine E : un excès peut réduire l'absorption de la vitamine K

Les minéraux :

aluminium : peut se substituer au calcium dans l'os

calcium : un excès interfère avec la synthèse de la vitamine K et/ou avec son absorption un excès réduit l'absorption de la vitamine B2, du fer, du magnésium et du zinc

chlore : action antagoniste sur la vitamine E

cuivre : action antagoniste sur la vitamine C un excès peut réduire l'absorption du molybdène et du zinc

fer : empêche l'absorption de la vitamine E, si ingéré en même temps action antagoniste sur la vitamine A nuit à l'absorption du zinc

manganèse : un excès nuit à l'utilisation et la mise en réserve du fer

phosphore : un excès augmente la perte urinaire de calcium

sodium : un excès favorise la perte urinaire du calcium, du magnésium et du potassium

soufre : un excès a une action négative sur le molybdène

zinc : un excès bloque l'absorption du cuivre

Les acides animés :

alanine : action antagoniste sur la taurine

arginine : action antagoniste sur la lysine

ornithine : action antagoniste sur la lysine

Les autres :

enzymes pancréatiques : peuvent se lier à l'acide folique (vitamine B9) pour former des complexes insolubles : réduction de l'acide folique

lipides alimentaires : un excès nuit à l'absorption du calcium et du magnésium

acides gras saturés et trans : nuisent à l'absorption des acides gras essentiels

protéines : un excès augmente la perte urinaire du calcium et réduit l'absorption du magnésium

glucides : un excès a une action néfaste sur la flore intestinale (probiotiques) et réduit donc la synthèse des vitamines du complexe B et de la vitamine K un excès a une action antagoniste sur les acides gras essentiels (oméga3 et 6) et sur le chlore un excès augmente l'excrétion urinaire du calcium, du chrome et du magnésium

acide phytique : nuit à l'absorption du calcium, du cuivre, du fer, du magnésium et du zinc

acide oxalique : réduit l'absorption du calcium, du fer et du magnésium

tanins : nuisent à l'absorption du fer

fibres alimentaires : un excès nuit à l'absorption des minéraux

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